我们能用电磁轨道炮从月球发射资源吗？

哈耶萨鲁亚源

图中显示了一个220磅（100公斤）的圆柱形发射包从月球电磁发射器的末端出现。（图片来源：通用原子电磁系统公司）

据美国太空网（LeonardDavid）：1974年，已故普林斯顿大学教授、太空梦想家杰拉德·奥尼尔提议使用电磁轨道炮从月球发射有效载荷。

奥尼尔建议使用基于线圈枪设计的“质量驱动器”来加速非磁性物体。质量驱动器的一个应用是将月球衍生材料发射到月球轨道，用于太空制造。奥尼尔还与同事亨利·H·科尔姆和一群有远见的学生志愿者一起在麻省理工学院从事质量驱动器的研究，制造了他们的第一个质量驱动器原型。在空间研究所的资助下，后来的原型改进了质量驱动程序的概念。

那是五十年前的事了。弹射到今天，问一个问题：美国海军的杰拉尔德·R·福特核航空母舰与月球有什么关系？

未来的月球经济

去年年底，通用原子电磁系统公司向空军科学研究办公室（AFOSR）提交了一份最终报告。这份报告的标题是“月球电磁发射用于资源开发以增强国家安全和经济增长”

该评估的作者是该组织新墨西哥州阿尔伯克基办事处的运营总监Robert Peterkin。

这份30页的文件强调，月球拥有丰富的有用资源，包括硅、钛、铝和铁。利用月球水的前景也迫在眉睫。

报告解释道：“不久的将来，月球经济将利用这些月球资源，以比从地球深引力井中输送陆地资源更低的成本，在月球轨道上为航天器提供补给、维修和加油。”。



太空艺术家Pat Rawlings于1985年在月球与行星研究所出版的月球发射器。（图片来源：LPI）

机械、结构、系统

报告继续说道，从月球表面进行的电磁物质发射可能比依赖从地球进口到月球的化学燃料的传统火箭发射效率高得多。

评估中概述了如何成熟将提取和处理的月球材料发射到顺月空间以维持一系列新兴太空任务所需的技术的建议。

报告建议，发展月球经济的一个特别重要的方面是可靠、经济、安全地将质量从月球表面转移出去。“毫无疑问，月球生态系统发展周期的第一个螺旋将依赖于来自地球的机械、结构和支持系统的供应。”



位于海军水面作战中心的美国海军研究办公室电磁轨道炮实验室发射器。（图片来源：美国海军）

卓越的选择

Peterkin告诉Space.com，利用月球资源修复和补给独联体月球航天器需要在多项技术上取得进展，包括将材料从月球表面转移出去的可靠方法。

彼得金说，对于这项任务，现代电磁发射器是一个更好的选择，因为它可以使用丰富的太阳能作为主要能源，而不是从地球进口化学火箭燃料。

彼得金指出：“美国政府应该资助现有电磁飞机发射系统的发展，该系统目前在美国海军杰拉尔德·R·福特核航空母舰上可靠运行。”。

由通用原子公司制造，这种基于载体的硬件被称为电磁飞机发射系统（EMALS）。



一架F/A-18F超级大黄蜂飞越杰拉尔德·R·福特号航空母舰。（图片来源：美国海军/埃里克·希尔德布兰特）

通往那里的道路

彼得金说，将这项基于地球的技术推向未来，需要以更低的质量实现更高的速度——这展示了加速进入月球发射能力快进模式的工作。

将磅级有效载荷从月球地形抛入绕月低圆形轨道所需的分速为3758英里/小时（1.68公里/秒）。

“为了证明可行性，我们需要证明这种方法可以实现月球轨道速度，”彼得金说，“至少100次发射，而不需要更换发射器组件。”

正如提交给空军科学研究办公室的报告所指出的那样，“虽然设想一个成熟的状态很重要，在这个状态下，一个自我维持的月球生态系统提取、处理和向月球空间发射材料，以建造、供应和维持顺月航天器和太空定居点，但同样重要的是建立一条通往那里的道路。”